Сіз ПХД салқындату технологиясын үйрендіңіз

IC пакеттері сенім артады ПХД жылу шығару үшін. Жалпы алғанда, ПХД – жоғары қуатты жартылай өткізгішті құрылғыларды салқындатудың негізгі әдісі. ПХД жылу таратудың жақсы дизайны үлкен әсер етеді, ол жүйенің жақсы жұмыс істеуіне мүмкіндік береді, сонымен қатар жылу апаттарының жасырын қаупін көмуі мүмкін. ПХД орналасуы, тақта құрылымы мен қондырғыға ұқыпты қарау орташа және жоғары қуатты қосымшалар үшін жылу тарату өнімділігін жақсартуға көмектеседі.

ipcb

Жартылай өткізгіш өндірушілер өз құрылғыларын қолданатын жүйелерді басқаруда қиындықтарға тап болады. Дегенмен, IC орнатылған жүйе құрылғының жалпы өнімділігі үшін өте маңызды. Арнайы IC құрылғылары үшін, жүйенің конструкторы, әдетте, қуатты құрылғылардың жылу тарату талаптарына жауап беретініне сенімді болу үшін өндірушімен тығыз жұмыс жасайды. Бұл ерте ынтымақтастық АЖ электрлік және өнімділік стандарттарына сәйкес келуін қамтамасыз етеді, сонымен қатар тұтынушының салқындату жүйесінде дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Көптеген ірі жартылай өткізгіш компаниялар құрылғыларды стандартты компоненттер ретінде сатады, ал өндіруші мен соңғы қосымшаның арасында байланыс жоқ. Бұл жағдайда біз тек IC мен жүйеге арналған пассивті жылу тарату шешіміне қол жеткізу үшін кейбір жалпы нұсқауларды қолдана аламыз.

Жартылай өткізгіш пакеттердің жалпы түрі – жалаңаш немесе PowerPADTM пакеті. Бұл пакеттерде чип тақта деп аталатын металл табаққа орнатылады. Мұндай чип тақтасы чипті өңдеу процесінде чипті қолдайды, сонымен қатар құрылғының жылу тарату үшін жақсы жылу жолы болып табылады. Қапталған жалаңаш төсем ПХД -ге дәнекерленген кезде, жылу пакеттен және ПХД -ге тез шығарылады. Содан кейін жылу ПХД қабаттары арқылы қоршаған ауаға таралады. Жалаңаш пакеттер әдетте жылудың шамамен 80% -ын пакеттің төменгі бөлігі арқылы ПХД -ге жібереді. Қалған 20% жылу құрылғының сымдары мен пакеттің әр түрлі жақтары арқылы шығарылады. Жылудың 1% -дан азы қаптаманың жоғарғы жағынан өтеді. Бұл жалаңаш пакеттерге арналған жағдайда, ПХД-нің жылу таратудың жақсы дизайны құрылғының белгілі бір өнімділігін қамтамасыз ету үшін қажет.

ПХД дизайнының жылу өнімділігін жақсартатын бірінші аспектісі – ПХД құрылғысының орналасуы. Мүмкіндігінше ПХД-дегі жоғары қуатты компоненттерді бір-бірінен ажырату керек. Бұл жоғары қуатты компоненттер арасындағы физикалық аралық әрбір жоғары қуатты компоненттің айналасындағы ПХД аймағын барынша ұлғайтады, бұл жылу беруді жақсартуға көмектеседі. ПХД -дегі жоғары қуатты компоненттерден температураға сезімтал компоненттерді бөліп алу керек. Мүмкіндігінше жоғары қуатты компоненттер ПХД бұрыштарынан алыс орналасуы керек. ПХД-нің неғұрлым аралық позициясы жоғары қуатты компоненттердің айналасындағы тақтаның аумағын ұлғайтады, осылайша жылуды таратуға көмектеседі. 2 -суретте екі бірдей жартылай өткізгіш құрылғылар көрсетілген: А және В компоненттері. ПХД бұрышында орналасқан А компоненті чиптің қосылу температурасы В компонентіне қарағанда 5% жоғары, ол орталықта орналасқан. А компонентінің бұрышындағы жылу диссипациясы жылу диссипациясы үшін пайдаланылатын компоненттің айналасындағы панельдің кішірек аймағымен шектеледі.

Екінші аспект – ПХД құрылымының жылу өнімділігіне ең шешуші әсер ететін ПХД құрылымы. Әдетте, ПХД -да мыс көп болған сайын, жүйе компоненттерінің жылу өнімділігі соғұрлым жоғары болады. Жартылай өткізгіш қондырғылар үшін жылуды диссипациялаудың мінсіз жағдайы-бұл чип сұйықтықпен салқындатылған мыстың үлкен блогына орнатылады. Бұл көптеген қосымшалар үшін практикалық емес, сондықтан біз жылу диссипациясын жақсарту үшін ПХД -ге басқа өзгерістер енгізуге тура келді. Қазіргі уақытта көптеген қосымшалар үшін жүйенің жалпы көлемі қысқарады, бұл жылу тарату өнімділігіне теріс әсер етеді. Үлкен PCBS жылу беру үшін қолдануға болатын бетінің ауданы көбірек, бірақ сонымен бірге жоғары қуатты компоненттер арасында жеткілікті бос орын қалдыру үшін икемділікке ие.

Мүмкіндігінше, ПХД мыс қабаттарының санын және қалыңдығын барынша көбейтіңіз. Жерлендірілген мыстың салмағы, әдетте, үлкен, бұл ПХД -нің бүкіл жылу диссипациясы үшін тамаша жылу жолы. Қабаттардың сымдарының орналасуы жылу өткізуге қолданылатын мыстың жалпы үлестік салмағын да арттырады. Алайда, бұл сым әдетте электрлік оқшауланған, бұл оны потенциалды жылу қабылдағыш ретінде пайдалануды шектейді. Құрылғының жерге тұйықталуы мүмкіндігінше жерге тұйықталатын қабаттарға мүмкіндігінше электрлік сыммен қосылуы керек, бұл жылу өткізгіштігін арттыруға көмектеседі. Жартылай өткізгіш құрылғының астындағы ПХД -дағы жылу тарату тесіктері жылуды ПХД ендірілген қабаттарына ендіруге және тақтаның артқы жағына беруге көмектеседі.

ПХД үстіңгі және астыңғы қабаттары салқындату өнімділігін жақсартатын «ең жақсы орындар» болып табылады. Кеңірек сымдарды қолдану және қуатты құрылғылардан алыстату жылу таратудың жылу жолын қамтамасыз етуі мүмкін. Арнайы жылуөткізгіш тақта – ПХД жылу диссипациясының тамаша әдісі. Жылу өткізгіш пластина ПХД жоғарғы немесе артқы жағында орналасқан және тікелей мыс қосылымы немесе жылу өткізгіш тесік арқылы құрылғыға термиялық түрде қосылған. Кірістірілген қаптама болған жағдайда (тек қаптаманың екі жағында сымдары бар), жылу өткізгіш табақ ПХД -ның жоғарғы жағында орналасуы мүмкін, ол «ит сүйегі» тәрізді (ортасы пакет сияқты тар, қаптамадан алыстағы мыс үлкен алаңға ие, ортасында кішкентай және екі шетінде үлкен). Төрт қырлы қаптамада (төрт жағында сымдары бар) жылу өткізгіш пластина ПХД артында немесе ПХД ішінде орналасуы керек.

Жылу өткізгіш пластинаның көлемін ұлғайту PowerPAD пакеттерінің жылу өнімділігін жақсартудың тамаша әдісі болып табылады. Жылу өткізгіш пластинаның әр түрлі мөлшері жылу өнімділігіне үлкен әсер етеді. Өнімнің кестелік кестесі әдетте осы өлшемдерді көрсетеді. Қосылған мыстың PCBS -ке әсерін сандық бағалау қиын. Желідегі калькуляторлардың көмегімен пайдаланушылар JEDEC емес ПХД термиялық өнімділігіне әсерін бағалау үшін құрылғыны таңдап, мыс жастықтың өлшемін өзгерте алады. Бұл есептеу құралдары ПХД конструкциясының жылу тарату өнімділігіне қаншалықты әсер ететінін көрсетеді. Үстіңгі тақтаның ауданы құрылғының жалаңаш алаңынан аз болатын төрт жақты қаптамалар үшін жақсы салқындатудың бірінші әдісі-ендіру немесе артқы қабат. Қос желілік пакеттер үшін біз жылуды тарату үшін «ит сүйегі» жастықшасын қолдана аламыз.

Ақырында, үлкен PCBS бар жүйелерді салқындату үшін де қолдануға болады. ПХД орнату үшін пайдаланылатын бұрандалар, сонымен қатар, жылу пластинасы мен жер қабатына қосылған кезде жүйенің негізіне тиімді термиялық қол жеткізуді қамтамасыз ете алады. Жылу өткізгіштігі мен өзіндік құнын ескере отырып, бұрандалардың санын қайтарымдылықты азайту керек. Металл ПХД қатайтқышында жылу пластинасына қосылғаннан кейін салқындату алаңы көбірек болады. ПХД корпусы қабықшасы бар кейбір қосымшалар үшін, TYPE B дәнекерлеу материалының ауамен салқындатылған қабығына қарағанда жоғары жылу өнімділігі бар. Желдеткіштер мен желбезектер сияқты салқындатқыш шешімдер жүйені салқындату үшін де жиі қолданылады, бірақ олар салқындатуды оңтайландыру үшін көбірек орын қажет немесе дизайндық өзгерістерді қажет етеді.

Жылу өнімділігі жоғары жүйені жобалау үшін жақсы IC құрылғысын және жабық шешімді таңдау жеткіліксіз. IC салқындату өнімділігін жоспарлау ПХД мен салқындату жүйесінің сыйымдылығына байланысты, IC құрылғыларының тез салқындауына мүмкіндік береді. Жоғарыда айтылған пассивті салқындату әдісі жүйенің жылу тарату өнімділігін едәуір жақсартады.